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骨髓血管和血流的研究进展
国外医学输血及血液学分册1999年第22卷第4期
刘卫霞综述 褚建新审校
摘要 研究骨髓血管和血流在各种生理和病理条件下的改变，对认识血液系统疾病的发生、发展和转归，以及指导治疗都有着十分重要的意义。由于骨髓位于骨性硬鞘内，研究方法具有一定的特殊性。本文综述了骨髓血管、血流的各种研究方法，及其应用于各种血液系统疾病研究所取得的进展。
关键词：骨髓 血管 血流 血液病
骨髓含丰富的血管系统，它是骨髓造血功能维持的必要条件。因此了解它在各种生理和病理条件下的改变，对认识血液系统疾病的发生、发展和转归无疑有着十分重要的意义。与其它脏器不同，骨髓位于硬性骨鞘内，因此，对它的研究存在一定的特殊性。为了研究在各种生理和病理条件下骨髓微循环的改变，人们在研究方法上进行了多方面的探索，取得了许多新的进展。
1 骨髓血管、血流的研究方法
1.1 一般形态学和免疫组化
通过骨髓组织切片的一般形态学观察，计算血窦面积，也可反映骨髓的血流状况。Perez-Atayde等[1]在骨髓石蜡切片中，用抗Ⅷ因子相关抗原、CD31和CD34单抗的免疫组化的方法能清晰地显示血管内皮细胞，因而可计算骨髓的血管数目。
1.2 电镜观察
透射电镜可观察骨髓血管内皮细胞的细微结构；最近，有作者采用原位血管造型和扫描电镜相结合的方法，可清楚地显示血管和血窦的状态。
1.3 骨髓血流原位观察
宋增璇等[2]建立了小鼠刮骨后原位观察骨髓的方法，用直射光在显微镜下放大70~100倍，可观察到骨干段髓腔全层，骨髓血管系统图像较清晰。如在物镜视野中安装可变速的模拟血流装置，可用同步法间接测量血流速度。
1.4 骨髓血流放射性元素检测法
1.4.1 放射性微球法(radioactive microsphere)利用不溶性材料如炭化塑料制成直径15微米左右的球形体，用同位素131I、141Ce等标记。在血流经过的部位，微球仅在毛细血管内沉积，沉积的数目与器官的血流量成正比。Iversen等[3]用大鼠实验，从颈总动脉插管入左心室注射微球；另一根导管从肱动脉插入，送至腋区，以便收集动脉血。从注射前30秒钟开始收集，持续到注射结束后1分钟 止，然后活杀动物冲出骨髓，测定骨髓和动脉血的放射活性。按公式计算骨髓血流。
1.4.2 正电子发射显像术(positron emission tomography PET)[4]其原理：动物或人持续吸入含C15O2的混合空气，C15O2可在体内转化成H2O，H2O在骨髓内逐渐蓄积达到最高值然后减少。在浓度达到最高时于骨上方用正电子发射照像仪测定其放射活性，同时取桡动脉血测定放射活性。按公式计算骨髓血流。用这种方法测得正常人骨髓血流为10.0±3.0ml/100cm3·min-1。另外，Semb等[5]利用131I标记的碘安替比林（131I－ap）清除法测动物骨髓血流，Lahtinen等[6]用133Xe清除法测人骨髓的血流，原理与此相同。
1.5 核磁共振成像（MRI）
Kang等[7]给健康成年狗一次静脉注射gadopentetete dimeglumine 0.2m mol/kg,14分钟后在髋骨部位做核磁共振连续成像。将核磁共振所得的数据与微球法测得的血流相比，有得高的相关性，说明核磁共振成像对骨髓血流的测定是可信的。
1.6 氧分压传感针间接测定骨髓血流法
最近，沈安华等[8]用氧分压传感针法间接测定骨髓血流。即将针炙针头（直径不超过0.4mm）镀上高纯度金，制成针状电极，又称传感针，它与参比电极组成电解电池。将传感针插入骨髓组织中，在传感针上氧发生还原反应产生电流，经转化得到氧分压的数值在显示器上显示出来。氧分压的变化间接反映出了骨髓血流的变化。这种方法灵敏度高，达1.5×10－11A/Pa，操作简单，并能长期、实时、动态地监测某一部位的氧分压。该方法已用于动物骨髓血流的研究。
综上所述，研究骨髓血管和血流的方法各有其特点，但也各有其限制，有的只适用于动物，有的需用核素，有的需要暴露血管，有的不能作动态观察等。比较起来，新近发展的氧分压传感针法具有一定的优越性，操作较简便，结果较.准确，而且有可能用于临床。
2 血液疾患时骨髓血管、血流的改变
2.1 急性白血病
Iversen等[9]采用放射性微球法观察了大鼠急性粒细胞白血病时骨髓血流的改变，发现接种白血病细胞后5小时骨髓血流有短暂的升高，然后逐渐减少，至25天左右降至最初的50％，同时肝、脾的血流也减少。作者认为骨髓血流减少可能是由于白血病细胞大量增生压迫血管所致，并指出白血病细胞对血供的需求低于正常骨髓。Petrakis等早年测量过急性淋巴细胞白血病（ALL）和急性早幼粒细胞性白血病（APL）患者的骨髓内压力，发现患者高于正常人10~ 20mmHg；这与Iversen等的观察是一致的。但是对于急性白血病时骨髓血流的改变也有不一致的发现。Petrakis等1953年用放射性131I清除法测量急性白血病患者骨髓的血流，发现高于正常人。这些观察结果的差异与检测方法有关，或者与白血病发展的阶段有关，尚未获得满意的解释。
关于急性白血病时骨髓血管数目的改变，Petez-Atayde等[1]采用免疫组化显示骨髓血管内皮细胞方法，发现儿童ALL骨髓血管数目明显高于正常，完全缓解后血管的数目仍维持在较高的水平。 aguayo等[10]发现急性髓细胞白血病（AML）患者有相同的表现。对于白血病时骨髓微血管数目增多的机理，Fiedler等[11]证明人CML时存在一个旁分泌环，即白血病细胞分泌血管内皮细胞生长因子（VEGF），促使内皮细胞产生GM－CSF，GM－CSF又反作用于白血病细胞，促使其增殖。Katoh等[12]的发现也支持这一结论。
2.2 骨髓慢性增生性疾患
lahtinen等[13]证明真性红细胞增多症时骨髓血流比正常人高。Lahtinen等[6]利用133Xe清除法研究了慢性粒细胞白血病（CGL）、骨髓纤维化患者骨和骨髓的血流改变，发现这些疾患时骨和骨髓的血流都增加，Martiat等[4]利用PET技术也有类似发现，并同时发现慢性淋巴白血病、慢性溶血患者骨髓血流并不增加，因而他认为骨髓慢性增生性疾患时血流的增加与其细胞数无关，而与血管增生有关。这一点在骨髓切片中已经证实。Aguayo等[10]利用免疫组化的方法也发现CML、MDS患者骨髓微血管密度（微血管的面积百分比）比正常人高。多发性骨髓瘤病人骨的微血管密度和血管通透性也比正常人高，这一点已经得到证实[14，15]。
2.3 G－CSF和Epo应用对骨髓血流的影响
Iversen等[16]发现给健康成年大鼠皮下注射rhG-CSF10μg/kg后骨髓的血流逐渐增高，到8小时达到最高，为对照的2倍。骨组织的血流不受注射的rhG-CSF的影响。给大鼠皮下注射Epo1000μg/kg×3次，间隔6小时，骨髓血流也逐渐增加，72小时后增至正常时的2倍。这些实验结果为临床应用Epo和G-CSF提供了某些参考。例如骨髓移植时可以用Epo和G-CSF促使骨髓血流增加，从而有利于造血细胞的种植。关于Epo和G-CSF增加骨髓血流的原理，Iversen等[17]认为这些细胞因子对骨髓的血管有直接的扩张作用，但其直接的联系尚未发现。一氧化氮在这些细胞因子引起的血管扩张中可能起信使的作用。
2.4 放疗和化疗对骨髓血管、血流的影响
Narayan等[18]给C3H小鼠静脉注射5-FU150mg/kg或分次全身照射8Gy，采用骨髓切片和扫描电镜观察发现，给予发现5-FU或全身照射后第5天骨髓细胞大量减少，静脉窦明显扩张，融合，推测可能是由于骨髓细胞数量减少，因而减少了对窦壁的压力所致。到第21天，静脉窦扩张消失，血管系统的体积恢复正常，仅静脉窦的形态和大小变化不一致。这为临床对白血病的治疗提供了有益的指导，即大剂量持续较长时间用药与较短时间内用药在骨髓内达到的有效药物浓度是相当的，长时间用药反而增加了化疗的毒副作用。
3 展望
如前所述，与其它脏器不同，骨髓位于硬性骨鞘内，因此其血管和血流也有其特殊性，研究方法也应有所不同。从目前的研究结果来看，动物白血病时随着疾病的进展，骨髓血流逐渐减少。以此为依据，Nooter等[19]采用先给白血病大鼠注射少量的环酰胺，再给予柔红霉素的方法，明显提高了柔红霉素的疗效，认为其机理可能是由于环磷酰胺使骨髓细胞减少，血流改善，局部组织酸度降低，因而提高了柔红霉素的亲脂性和对细胞的通透性。但对人类白血病骨髓血管和血流的检测结果，多认为血管增多，血流增加。因而，有作者提出，对白血病治疗也可象实体瘤一样，可通过抑制骨髓血管生长来抑制白血病细胞的生长。由此也可看出，有关生理和病理情况下骨髓血管和血流改变特性的研究，对指导临床治疗和提出新的治疗对策都是有重要意义的。目前国内外对于骨髓血管和血流的研究尚未受到广泛的重视，但我们相信，随着现代分子生物学和生物传感技术的发展，必将有更加敏感、更加简便的测定骨髓血管和血流的方法问世，使人们对骨髓血管和血流与造血细胞增殖、生长和发育的关系有更深入的了解。
作者单位：300020，天津，中国医学科学院 中国协和医科大学 血液学研究所
参考文献
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2 宋增璇，姜学英，杨崇礼，中华血液学杂志，1980;1(1):44
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11 Fiedler W, Graeven U, ergun S, et al .Blood,1997;89(6):1870
12 Katoh O, Tauchi H, kawaishi K,et al.Cancer Res,1995;55:5687
13 Lahtinen R, Lahtinen t, Hyodynman S, Eur J Nucl Med,1983;3:19
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16 Iversen PO, Nolaysen g, Benestad HB.Exp Hematol,1993;21:231
17 Iversen PO, et al.Acta phys Scan,1997;159(4):269
18 Narayan K, Juneja S, garcia C.Exp Hematol,1994;2:142
19 Nooter K, de Vries A, martens AC, et al.Eur J Cancer,1990;26:729
录入：邰燕
校对：马海茸
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